Kompetenz für den Transrapid Transrapid Maglev Competence

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1 Kompetenz für den Transrapid Transrapid Maglev Competence ThyssenKrupp Transrapid tk

2 Der Technologiekonzern ThyssenKrupp hat bereits vor Jahrzehnten die Notwendigkeit erkannt, die technischen und wirtschaftlichen Grenzen, die der Rad-Schiene-Technik gesetzt sind, zu überwinden. ThyssenKrupp hat sich daher im spurgeführten Verkehr auf eine grundlegende Innovation in der Bahntechnik konzentriert: den Transrapid. Die Magnetschwebebahn hat keine Räder, Achsen, Getriebe und Oberleitungen. Sie rollt nicht, sie schwebt. An die Stelle von Rad und Schiene bei der Eisenbahn tritt beim Transrapid ein berührungsfreies elektromagnetisches Trag-, Führ- und Antriebssystem verschleißfreie Elektronik statt Mechanik. Mit dem Funktionsnachweis der Langstator-Magnetfahrtechnik und der Leitung der Systementwicklung hat ThyssenKrupp die Basis für das Transrapid-System gelegt. ThyssenKrupp liefert für das Transrapid-System Fahrzeuge, Antriebskomponenten und Fahrwegausrüstung. Based on the know-how acquired, ThyssenKrupp realised the necessity to overcome the technical and commercial limitations of the wheel-on-rail technology. The magnetic monorail has no wheels, axles, gearboxes and catenaries. It does not roll; it hovers. In the place of wheels and rail for the railway, the Transrapid has a non-contacting, electromagnetic support, guidance and drive system wear-free electronics instead of mechanics. With the proof of function of the long stator magnetic levitation technology and the leadership in the development of the system, ThyssenKrupp has laid the foundation for the Transrapid system. ThyssenKrupp supplies vehicles, propulsion components, and track equipment for the Transrapid system. tk

3 Inhalt Contents 2/3 Für alle Fälle Der Transrapid 4/5 Transrapid A Perfect Solution Komfort auf allen Strecken Der Fahrgastbereich 6/7 Comfort on all Routes The Passenger Area Elektronik statt Mechanik Der Antrieb des Transrapid 8/9 Electronics instead of Mechanics The Propulsion Technology Ökonomie und Ökologie auf einem Nenner Das Umweltverhalten des Transrapid 10/11 Compliance of Ecology with Economy The Environmental Characteristics Entwickeln ist unsere Stärke Das Engineering bei ThyssenKrupp Transrapid 12/13 Engineering is our Strength Engineering at ThyssenKrupp Transrapid Qualität und Effizienz als Markenzeichen Fertigungs-Know-how bei ThyssenKrupp Transrapid 14/15 Quality and Efficiency Production Know-how at ThyssenKrupp Transrapid Erfolgreicher Einsatz in der Weltmetropole Shanghai Der Transrapid im kommerziellen Betrieb 16/17 Successful Revenue Operations The Transrapid Project in Shanghai Der Transrapid 09 Die neue Generation Entwickelt für den Verkehr der Zukunft 18/19 The Transrapid 09 The Latest Vehicle Generation Developed for Future Transportation

4 Für alle Fälle Der Transrapid Transrapid A Perfect Solution

5 4/5 Der Transrapid ist vielseitig und für vielfältige Anwendungsfälle geeignet. Als Schnellverbindung einer Stadt mit ihrem Großflughafen, als schnelles Regio-System in Ballungsgebieten, als schnelle und wirtschaftliche Verbindung von zwei Metropolen. Als Bestandteil eines hochentwickelten und leistungsfähigen Verkehrsnetzes, in dem alle Verkehrssysteme sinnvoll miteinander verknüpft sind. Und das nicht nur für den schnellen Personenverkehr. Auch ein Transport von Gütern ist möglich. Moderne Großflughäfen liegen meist weit außerhalb der Städte. Eine Fahrt von oder zum Airport dauert inklusive Einund Auschecken nicht selten genauso lang wie der gesamte Flug. Eine City-Airport-Verbindung mit dem Transrapid verkürzt die Gesamtreisezeit. Kapazitäten werden besser ausgelastet, das Verkehrsaufkommen wird optimal bewältigt. So benötigt der Transrapid zum Beispiel für eine rund 30 Kilometer lange Strecke weniger als 10 Minuten. Wesentliche Systemcharakteristika der Magnetschwebebahn sind: die berührungsfreie, reibungsunabhängige und verschleißfreie Trag-, Führ- und Antriebstechnik der im Fahrweg eingebaute synchrone Langstator- Linearmotor die berührungslose Einspeisung der Bordenergie die hohe Sicherheit und der hohe Fahrkomfort in allen Geschwindigkeitsbereichen das hohe Beschleunigungs- und Bremsvermögen die flexible Trassierung des Fahrweges aufgrund enger Kurvenradien und hoher Steigfähigkeit (10 %) die geringe Geräuschentwicklung der geringe spezifische Energieverbrauch und die niedrigen Betriebskosten der geringe Flächenbedarf für den Fahrweg sowohl ebenerdig als auch in aufgeständerter Bauweise The Transrapid is versatile and suitable for a variety of applications: as a swift link between a city and its main airport, a fast regional system in densely populated areas, a rapid and economical connection between one metropolis and another and as a constituent of a highly developed and efficient transportation network in which a variety of systems are intelligently interlinked. It is not only suitable for fast passenger traffic, but also as a transportation system for urgently needed goods. Today's major airports are usually far away from the cities. A trip to or from the airport including check-in/check-out often takes as long as the entire flight. A city-to-airport connection with the Transrapid cuts the overall travel time. Capacities are better utilized, the overall volume of traffic is contained. The Transrapid takes less than 10 minutes for a distance of around 30 km (19 miles). The main characteristics of Transrapid Maglev: Non-contacting levitation, guidance and propulsion without effect of friction and wear-free Linear synchronous long stator motor integrated in the guideway Non-contacting on-board power supply High safety level and ride comfort in the entire speed range Excellent acceleration and braking ability Flexible routing of the track due to small curve radii and high climbing ability (10 %) Low noise emission Low specific energy consumption and low operating costs Low space requirement for the track, both at ground level and elevated

6 Komfort auf allen Strecken Der Fahrgastbereich Comfort on all Routes The Passenger Area

7 6/7 Fahrgäste sollen sich wohlfühlen. Mit seiner Innenraumbreite von fast 3,5 m bietet ein Transrapid-Fahrzeug ein flexibel nutzbares Platzangebot und vermittelt ein großzügiges Raumgefühl. Breite Mittelgänge im Sitzplatzbereich machen das Reisen auch mit großem Gepäck zu einem angenehmen Erlebnis. Längsbestuhlungen, speziell in Fahrzeugen für Flughafenanbinder, schaffen die Möglichkeit eines zusätzlichen Stehplatzangebotes. Klappbare Sitze in 3er-Längsformation bieten im Bedarfsfall Platz für Rollstühle. Großzügig bemessene Türen ermöglichen einen reibungslosen Ein- und Ausstieg. Zweckmäßige Gepäckaufbewahrungsmodule in unmittelbarer Türnähe und aktive Fahrgastinformationssysteme runden das Angebot ab. Komfort und Schnelligkeit machen die Fahrt mit dem Transrapid zu einer attraktiven Alternative zum Autofahren. Passengers should feel comfortable. Transrapid vehicles provide high flexibility for the interior furnishing and a generous impression of space due to their width of nearly 3.5 m. Wide aisles in the seating areas make the journey a pleasant experience even with large items of baggage. Lengthwise arranged seats specially in vehicles for airport connections create the possibility for additional space for standing passengers. Fold-up seats lengthwise in threes offer floor space for wheel chairs if needed. Wide doors ensure quick and comfortable boarding and alighting. Appropriate facilities for storage of baggage in the proximate vicinity of the doors and active passenger information systems complete the attractive interior. Comfort and speed make the journey with the Transrapid an attractive alternative to driving.

8 Elektronik statt Mechanik Der Antrieb des Transrapid Electronics instead of Mechanics The Propulsion Technology Rad/Schiene Wheel on rail Elektromagnetisches Schweben Electromagnetic levitation Führen Guidance Tragen Support Antreiben Drive Antriebs-Wanderfeld Moving drive field Führen Guidance Tragen Support Antreiben Drive

9 8/9 Die Magnetschwebebahn ist die bislang einzige grundlegende Innovation in der Bahntechnik seit dem Bau der ersten Eisenbahn. Der Transrapid fährt nicht, er schwebt ohne seinen Fahrweg zu berühren. Elektronik statt Mechanik: Die Funktion von Rad und Schiene übernimmt das elektromagnetische Schwebe- und Antriebssystem. Tragmagnete ziehen das Fahrzeug von unten an den Fahrweg heran, Führmagnete halten es seitlich in der Spur. Ein elektronisches Regelsystem sorgt dafür, dass der Abstand zwischen Fahrzeug und Fahrweg stets gleich bleibt. Berührungsfrei angetrieben und gebremst wird das Fahrzeug durch den Langstator- Linearmotor im Fahrweg. Anders als bei allen herkömmlichen Verkehrssystemen ist der Langstator-Linear-Antrieb der Magnetschwebebahn nicht im Fahrzeug, sondern im Fahrweg installiert. Seine Funktion gleicht der eines rotierenden Elektromotors, dessen Stator aufgeschnitten und gestreckt ist: Durch Strom wird ein elektromagnetisches Wanderfeld erzeugt, von dem das Fahrzeug durch seine als Erregerteil wirkenden Tragmagnete berührungsfrei mitgezogen wird. Durch Änderung der Kraftrichtung des Wanderfeldes wird das Fahrzeug gebremst. The Transrapid is the most fundamental innovation in railway engineering since the construction of the first railway. It hovers instead of rolling without any contact with the track. Electronics instead of mechanical components: the electromagnetic levitation and drive system takes over the wheel-on-track function. Supporting magnets pull the vehicle from below toward the track, while guidance magnets keep it laterally on the track. An electronic control system ensures that the clearance between the vehicle and the track always remains constant. With zero contact, the vehicle is accelerated and decelerated by its long stator linear motor in the track. Unlike all conventional transport systems, the long stator linear drive is installed in the track not in the vehicle. It operates like a rotating electric motor with "cut-open" and "stretched" stator: the current generates a moving electromagnetic field, which pulls the vehicle without any contact by the supporting magnets acting as an exciter. The vehicle is decelerated by reversing the direction of force of the moving field.

10 Ökonomie und Ökologie auf einem Nenner Das Umweltverhalten des Transrapid Compliance of Ecology with Economy The Environmental Characteristics 80 S-Bahn / Commuter train 73 Transrapid 82 ICE 85 TGV 80 Transrapid ICE TGV 89 Transrapid 24 ICE 22 Transrapid 46 ICE 34 Transrapid mit ICE nicht erreichbar unachievable with the ICE 52 Transrapid 80 km/h 200 km/h 300 km/h 400 km/h 50 mph 125 mph 185 mph 250 mph Vorbeifahrpegel in 25 m Abstand [db(a)] Passing noise level [db(a)] at 25 m distance 200 km/h 300 km/h 400 km/h 125 mph 185 mph 250 mph Spezifischer Energieverbrauch [Wh/Platz-km] Specific energy consumption [Wh/seat-km]

11 10/11 Die berührungsfreie und verschleißfreie Magnetschwebetechnik bringt Wirtschaftlichkeit und Umweltverträglichkeit auf einen Nenner. Der Transrapid ist je nach Einsatzkonzept bis zu 500 km/h schnell und kommt durch sein Beschleunigungsvermögen in jedem Fall schnell auf Touren. Er entwickelt keinerlei Motor- und Rollgeräusche. Schwebt der Transrapid mit 200 km/h durch Städte und Ballungsräume, ist er kaum zu hören. Sein spezifischer Energiebedarf ist in allen Geschwindigkeitsbereichen niedriger als der moderner Eisenbahnen. Der Fahrweg benötigt weniger Grund und Boden als andere Verkehrssysteme. Aufgrund günstiger Trassierungsparameter kann er der Landschaft und der Infrastruktur von Ballungsräumen jeweils flexibel angepasst sowie auch parallel zu anderen Verkehrswegen geführt werden. Ob als Flughafen-Zubringer, schnelles Regio-System oder als Hochgeschwindigkeitsverbindung über mittlere und große Entfernungen die Magnetschwebebahn erfüllt alle Anforderungen, die heute und morgen an ein modernes Verkehrssystem gestellt werden. In den wesentlichen Merkmalen Transportkapazität, Energieeffizienz, Schallemission, Geschwindigkeit und Beschleunigungsvermögen ist die Transrapid-Technologie der konventionellen Eisenbahn überlegen. Der Transrapid kann bei gleichem Energieeinsatz kürzere, attraktivere Fahrzeiten erzielen und bei gleicher Schallemission rund 100 km/h schneller fahren als die Eisenbahn. Aufgrund seines hohen Beschleunigungsvermögens kann der Transrapid bei gleicher Fahrzeit wie die Eisenbahn zusätzliche Stationen bedienen und damit den Wert der Verkehrsinfrastruktur steigern. Übrigens: Die Magnetschwebebahn Transrapid stellt keine besondere Quelle für die Aussendung elektromagnetischer Felder dar. Vielmehr sind die Feldstärken entlang einer Transrapidstrecke und im Fahrzeug niedriger als bei konventionellen elektrischen Bahnen. Non-contacting and low-wear magnetic levitation technology combines new levels of efficiency and environmental compatibility. Depending on application, the Transrapid reaches a speed of up to 500 km/h (310 mph). There is no motor or rolling noise. "Flying" into cities and densely populated areas at a speed of 200 km/h (125 mph), the Transrapid is barely perceptible. Its energy requirement at all speeds is less than that of modern trains. The track itself takes up less ground space than other transport systems. Routing parameter flexibility allows it to blend in the local landscape and urban environments or run parallel with existing traffic lines. Whether as an airport feeder line, a fast regional system or high-speed link over medium and long distances magnetic levitation meets all demands made on a modern transportation system of today and tomorrow. With regard to the most important characteristics such as transport capacity, energy efficiency, noise emission, speed and accelerating ability, Transrapid Maglev is superior to conventional rail systems. With the same amount of energy, Transrapid can achieve shorter, more attractive travel times for the passengers, and at the same level of noise emission, Transrapid can operate about 100 km/h (62 mph) faster than the railway. At the same travelling time, Transrapid can serve more stations than rail, thus improving the benefit of the transportation infrastructure. By the way: Transrapid Maglev does not generate particular emissions of electromagnetic fields. In fact, the magnetic field strength along Transrapid s track and inside vehicles is lower than the fields generated by conventional electric rail systems. 900 Gleichfeld/constant field Wechselfeld/alternating field 500 N. a. 67 Main Line Suburban Subway Light Rail Transrapid Magnetfeldstärke im Passagierbereich [μtesla] Magnetic field strength in the passenger area [μtesla]

12 Entwickeln ist unsere Stärke Das Engineering bei ThyssenKrupp Transrapid Engineering is our Strength Engineering at ThyssenKrupp Transrapid HMB TR TR TR Ein interdisziplinäres Team mit Expertise: An interdisciplinary team with expertise: Elektronikentwicklung mit Rapid-Prototyping-Werkzeugen, Electronics development with rapid prototyping tools,

13 12/13 TR TR Die erfolgreiche Entwicklung und Realisierung eines kompletten Verkehrssystems erfordert ein interdisziplinäres, hochqualifiziertes Team. Die Transrapid-Systementwicklung bündelt eine Expertise aus den Bereichen Signal- und Leistungselektronik, Regelungs- und Sensortechnik, batteriegepufferte Bordnetze und Netzteile, elektronische Sicherungsschaltkreise und Diagnosesysteme, Werkstoffe und Verfahren der Leichtbautechnik, Aerodynamik, Systemintegration, Inbetriebnahme und Instandhaltung, Strukturanalysen, Systemsimulation und Rapid Prototyping, Sicherheitsnachweise und Zulassungsprozesse. ThyssenKrupp Transrapid GmbH verfügt über ein erfahrenes und engagiertes Team, das alle Aspekte der Entwicklung, Qualifikation, Zulassung, Inbetriebnahme und Instandhaltung auf System- und Komponentenebene beherrscht. Die Kompetenz und Erfahrung basieren auf einem langjährigen Entwicklungsprozess, der 1974 mit der Umsetzung des damals alternativen Konzeptes der Langstator-Magnetfahrtechnik begann und über die erstmalige kommerzielle Anwendung der Transrapid-Technologie im Projekt Shanghai zum neuesten Fahrzeug TR 09 führte, das eine weitere Innovation der Bahntechnik darstellt und für internationale Transrapid-Projekte zur Verfügung steht. The successful development and realization of a complete transportation system requires an interdisciplinary team of highly skilled professionals. The system development of Transrapid Maglev combines the expertise in the fields of Signal and power electronics Control and sensor technology Battery buffered on-board networks and power supply units Electronic safety circuits and diagnostic systems Materials and methods of light weight construction and aerodynamics System integration, commissioning and maintenance Structural analysis, system simulation and rapid prototyping Safety verifications and approval processes ThyssenKrupp Transrapid GmbH has an experienced and dedicated team mastering all aspects of development, qualification, approvals, commissioning and maintenance at the system and component levels. Competence and experience are based on a long term development which started in 1974 with the implementation of the then alternative concept of long stator propulsion technology. The latest result, after the successful implementation of the Transrapid technology for revenue operation in Shanghai, is the Maglev vehicle TR 09, which represents a further innovation in the field of track-bound vehicles and is now available for Transrapid projects worldwide. Qualifikation und Sicherheitsnachweise, Qualification and safety verifications, Systemintegration und Inbetriebnahmen. System integration and commissioning.

14 Qualität und Effizienz als Markenzeichen Fertigungs-Know-how bei ThyssenKrupp Transrapid Quality and Efficiency Production Know-how at ThyssenKrupp Transrapid Sensorenfertigung Sensor production Gerätefertigung Production of electronic units

15 14/15 Generationen von Transrapidfahrzeugen sind in unserem Werk in Kassel entstanden. Egal ob Versuchsfahrzeuge, die Fahrzeugflotte für den Einsatz in Shanghai oder die aktuelle Fahrzeuggeneration des Transrapid 09 stets haben unsere Mitarbeiter mit ihrem umfangreichen Know-how ein einmaliges Hochtechnologieprodukt geschaffen. Kernstück unserer Produktionsanlagen sind dabei Maschinen und Einrichtungen für die Fertigung von transrapidspezifischen Baugruppen wie Magnetpole, Sensoren und elektronische Geräte. In flussorientierten Montagelinien entstehen aus diesen und weiteren Baugruppen die einsatzbereiten Fahrzeuge. Zusammen mit unseren Lieferanten gelingt es uns so, die Forderungen nach Qualität und Effizienz unter einen Hut zu bringen. Generations of Transrapid vehicles have been produced in our factory in Kassel. Whether test vehicles, the vehicle fleet for use in Shanghai or the current Transrapid 09 vehicle generation, our employees have always created a unique high technology product with their extensive expertise. In doing so, the core of our production systems is machines and equipment for the production of specific Transrapid components such as magnet poles, sensors and electronic equipment. The ready to use vehicles emerge from these and other components in flow-oriented assembly lines. Together with our suppliers, we succeed in reconciling the requirements for quality and efficiency. Magnetmodulmontage Magnet module assembly Wagenkastenmontage Assembly of car body

16 Erfolgreicher Einsatz in der Weltmetropole Shanghai Der Transrapid im kommerziellen Betrieb Successful Revenue Operations The Transrapid Project in Shanghai In Shanghai begann eine neue Ära im Bahnverkehr. Anfang 2004 hat nach nur dreijähriger Bau- und Inbetriebnahmezeit die Magnetschwebebahn ihren kommerziellen Betrieb aufgenommen. Mit Tempo 430 verbindet der Transrapid den neuen Stadtteil Pudong der 19-Millionen-Metropole mit dem Pudong International Airport, der zu den größten Luftdrehkreuzen Asiens gehört. Für die etwa 30 Kilometer lange Strecke benötigt der Transrapid ca. 8 Minuten. Die geplante Verlängerung der Strecke soll durch die Innenstadt von Shanghai zum Flughafen Hong Qiao führen. Damit würden beide Flughäfen, die ca. 60 km voneinander entfernt sind, schnell und effizient mit dem Stadtzentrum von Shanghai und den Eisenbahn-Fernstrecken im Bahnhof Shanghai South verbunden. Eine weitere geplante Streckenverlängerung soll in die ca. 150 km entfernte Metropole Hangzhou führen. A new era in rail traffic started in Shanghai. The magnetic monorail started its commercial operation at the beginning of 2004 after only three and a half years of construction and commissioning time. At a speed of 430 km/h (267 mph), the Transrapid links the new Pudong district of the metropolis of 19 million inhabitants with Pudong International Airport which is one of Asia's largest air traffic gateways. The Transrapid takes around 8 minutes to travel the approx. 30 km (19 miles) route. The planned extension of the route crosses Shanghai city centre to reach Hong Qiao Airport, thus linking both airports which are approx. 60 km (37 miles) away from each other with the city centre of Shanghai and the railway long distance lines in the Shanghai South station. Another extension is planned to link the metropolis of Hangzhou about 150 km (93 miles) away.

17 16/17 Projektdaten / Project data Streckenlänge / Route length Anbindung Instandhaltungsanlagen / Connection to the maintenance facilities Stationen / Stations Anzahl der Fahrzeuge / Number of vehicles Auslegungsgeschwindigkeit / Design speed 30 km Doppelspur / 19 miles double track 3 km Einzelspur / 2 miles single track Pudong International Airport and Longyang Road Station 3 Fahrzeuge mit je 5 Sektionen / 3 vehicles with 5 sections each 505 km/h / 314 mph Sitzplätze Personenfahrzeug / Number of seats, passenger vehicle Endsektion / End section (ES) 1. Klasse / 1st class 56 Mittelsektion / Middle section (MS) 2. Klasse / 2nd class 110 Endsektion / End section (ES) 2. Klasse / 2nd class 78 Gesamt / Total 464 Betriebsgeschwindigkeit / Operating speed Fahrzeit / Travel time Zugfolge / Frequency of service Tägliche Betriebsdauer / Hours of daily operation 430 km/h/ 267 mph 8 Minuten / minutes Minuten / minutes 18 Stunden / hours Hong Qiao Airport - Hangzhou Long Yang Road - Hong Qiao Airport Total 156 km / 97 miles 31 km / 19 miles 187 km / 116 miles

18 Der Transrapid 09 Die neue Generation Entwickelt für den Verkehr der Zukunft The Transrapid 09 The Latest Vehicle Generation Developed for Future Transportation

19 18/19 Fahrzeug-Kurzdaten / Vehicle data Sektionenzahl / Number of sections 3 Länge / Length Breite / Width Höhe / Height Auslegungsgeschwindigkeit / Design speed Betriebsgeschwindigkeit / Operating speed 75,80 m / 249 ft 3,70 m / 12 ft 4,25 m / 14 ft 505 km/h / 314 mph 400 km/h / 248 mph Transportkapazität ohne Gepäckraum mit Gepäckraum Transport capacity without luggage room with luggage room Sitzplätze / Seats Stehplatzfläche / Standing room area 82 m 2 / 880 sqft 74 m 2 / 800 sqft Max. Fahrgastkapazität / Max. passenger capacity Der Transrapid 09 gehört zu einer neuen Fahrzeuggeneration, die besonders auf die Erfordernisse des Regionalverkehrs zugeschnitten ist. Höhere Transportkapazität für die Beförderung von mehr Fahrgästen, breitere Türen zur Beschleunigung von Einund Ausstieg und exzellenter Fahrkomfort sind seine herausragenden Eigenschaften. The Transrapid 09 belongs to a new generation of vehicles which is particularly tailored to the requirements of regional traffic. Increased transport capacity for the conveyance of more passengers, wider doors enabling easy boarding and alighting, and an excellent ride comfort are the outstanding features of this vehicle.

20 ThyssenKrupp Transrapid GmbH Henschelplatz 1, D Kassel Postfach , D Kassel Telefon: +49 (0) Telefax: +49 (0) info.transrapid@thyssenkrupp.com Büro München/Munich office Moosacher Straße 58 D München Postfach D München Telefon: +49 (0) Telefax: +49 (0) Komp.Zentr.Trans /2010 D/E ODK Gedruckt in der Bundesrepublik Deutschland. Die einzelnen Angaben in dieser Druckschrift gelten als zugesicherte Eigenschaft, soweit sie jeweils im Einzelfall ausdrücklich als solche schriftlich bestätigt sind. The individual details given in this publication are to be regarded as warranted characteristics if they are, individually and in each case, expressly confirmed to be so in writing.